NO329907B1 - Composite seal flattening and method for producing a compound seal flattening as well as an apparatus for preparing a compound seal flattening - Google Patents
Composite seal flattening and method for producing a compound seal flattening as well as an apparatus for preparing a compound seal flattening Download PDFInfo
- Publication number
- NO329907B1 NO329907B1 NO20032886A NO20032886A NO329907B1 NO 329907 B1 NO329907 B1 NO 329907B1 NO 20032886 A NO20032886 A NO 20032886A NO 20032886 A NO20032886 A NO 20032886A NO 329907 B1 NO329907 B1 NO 329907B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- ring
- inner ring
- outer ring
- diameter
- stated
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 53
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910003474 graphite-silicon composite material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3436—Pressing means
- F16J15/344—Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
- F16J15/3484—Tandem seals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49863—Assembling or joining with prestressing of part
- Y10T29/4987—Elastic joining of parts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49908—Joining by deforming
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49908—Joining by deforming
- Y10T29/49925—Inward deformation of aperture or hollow body wall
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Architecture (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører tetninger. The present invention relates to seals.
Normalt er mekaniske flatetetninger anordnet slik at ytterdiameteren av flate-tetningsringene utsettes for et fluid slik at trykket fra dette fluid vil påføre en sammen-trykningskraft på tetningsringen. Økende krav til helse og sikkerhet krever imidlertid at tetningene også er i stand til å motstå høye indre trykk. Materialer som vanligvis anvendes i tetningsflateringer og som oppviser både tribologiske egenskaper, for ek-sempel komposittmateriale av karbon/grafitt er svake når det gjelder strekkopptak og følgelig ikke egnet for høy indre trykkpåvirkning. Typiske karbon/grafittsammen-setninger for strekkfastheter på 25 til 50 Mpa, og silisiumkarbid/grafittkompositt-materialer har strekkfastheter på 60 til 150 Mpa. Normally, mechanical face seals are arranged so that the outer diameter of the face sealing rings is exposed to a fluid so that the pressure from this fluid will apply a compression force to the sealing ring. Increasing demands for health and safety, however, require that the seals are also able to withstand high internal pressures. Materials which are usually used in sealing surfaces and which exhibit both tribological properties, for example composite material of carbon/graphite, are weak when it comes to tensile absorption and consequently not suitable for high internal pressure. Typical carbon/graphite compositions have tensile strengths of 25 to 50 Mpa, and silicon carbide/graphite composite materials have tensile strengths of 60 to 150 Mpa.
Hittil er dette problem søkt løst ved bruk av materialer med høy strekkfasthet. Dette har imidlertid funnet sted på bekostning av tribologiske egenskaper, hvilket da har ført til liten nedslitningsstyrke og tetningslevetid. So far, this problem has been solved by using materials with high tensile strength. However, this has taken place at the expense of tribological properties, which has then led to low wear strength and seal life.
En alternativ løsning har vært på benytte en skjermet karbon/grafitt-tetningsflatering med ventilhull for å utligne trykk tvers over tetningsringen, for ek-sempel slik som angitt i GB 2.296.052. Denne løsning har imidlertid den ulempe at den øker tetningens størrelse i vesentlig grad. An alternative solution has been to use a shielded carbon/graphite sealing surface with valve holes to equalize pressure across the sealing ring, for example as stated in GB 2,296,052. However, this solution has the disadvantage that it significantly increases the size of the seal.
En ytterligere alternativ løsning har vært å krympetilpasse en metallskjerm på utsiden av tetningsflateringen. På grunn av den høye forskjell i varmeutvidelse mellom komponentene, vil den grad av forkomprimering som påføres tetningsflaten, re-duseres vesentlig etter hvert som temperaturen øker, noe som således begrenser evnen til å motstå indre trykk. Videre driver trykkforspenningen ut tetningsflateringens rundhet, og frembringer derved en bulkeformet forvrengning av grenseflaten. Dette bølgemønster kommer frem etter hvert som ringens temperatur forandres fra den temperatur hvorved tetningsflaten er blitt dannet. A further alternative solution has been to shrink-fit a metal screen on the outside of the sealing surface. Due to the high difference in thermal expansion between the components, the degree of pre-compression applied to the sealing surface will be significantly reduced as the temperature increases, thus limiting the ability to withstand internal pressure. Furthermore, the pressure bias drives out the roundness of the sealing surface, thereby producing a dent-shaped distortion of the boundary surface. This wave pattern emerges as the ring's temperature changes from the temperature at which the sealing surface has been formed.
I samsvar med foreliggende oppfinnelse foreslås det å frembringe en sammensatt tetningsflatering som omfatter en indre ring utført i et materiale med gode tribologiske egenskaper, der den indre ring er trykkforspent av en ytre ring, kjennetegnet ved at den ytre ring har høy strekkfasthet og en varmeutvidelseskoeffisient som hovedsakelig er lik den tilsvarende koeffisient for den indre ring. In accordance with the present invention, it is proposed to produce a composite sealing surface which comprises an inner ring made of a material with good tribological properties, where the inner ring is prestressed by an outer ring, characterized by the outer ring having high tensile strength and a coefficient of thermal expansion which is essentially equal to the corresponding coefficient for the inner ring.
Fortrinnsvis har både den indre og ytre ring en varmeutvidelseskoeffisient som er mindre enn 10x1 0^ l°K. Den ytre ring vil fortrinnsvis ha en strekkfasthet over 1000 Mpa. Preferably, both the inner and outer rings have a thermal expansion coefficient of less than 10x1 0^ 1°K. The outer ring will preferably have a tensile strength of over 1000 Mpa.
I henhold til den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er ytterringen fremstilt fra et harpiksbasert, trådviklet materiale. Fiberforsterkningen kan typisk utgjøres av karbonfibre, som da har en strekkfasthet av størrelsesorden 2000 Mpa. According to the preferred embodiment of the invention, the outer ring is made from a resin-based, wire-wound material. The fiber reinforcement can typically consist of carbon fibres, which then have a tensile strength of the order of 2000 Mpa.
For å frembringe den nødvendige høye trykkforspenning på den indre ring, bør den ytre ring påføre en sammentrekning av den indre ring på 0,1 til 1% av ringens diameter. På grunn av den lave varmeutvidelses-koeffisient for de to ringer, vil den vanlige tilpasning ved varmekrymnings-teknikk ikke være egnet for å fremstille de sammensatte ringer i henhold til foreliggende oppfinnelse. To produce the necessary high compressive bias on the inner ring, the outer ring should apply a contraction of the inner ring of 0.1 to 1% of the ring diameter. Due to the low thermal expansion coefficient of the two rings, the usual adaptation by heat shrinking technique will not be suitable for producing the composite rings according to the present invention.
Et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å danne en sammensatt tetningsflatering slik som angitt ovenfor, og fremgangs-måten er da kjennetegnet ved at den indre ring og den ytre ring monteres koaksialt med hverandre i et forhold ende mot ende, der den ytre diameter av den indre ring er større enn den indre diameter av den ytre ring, der et fluid under trykk virker mot minst én av ringene slik at det utøves et radielt trykk mot denne, for derved å tilveiebringe en radiell klaring mellom den ytre diameter av den indre ring og den indre diameter av den ytre ring, der den ytre ring bringes til å gli over den indre ring, idet fluidtrykket bringes til opphør slik at den ytre diameter av den indre ring ekspanderer til anlegg mot den indre diameter av den ytre ring. A further aspect of the present invention relates to a method for forming a composite sealing surface as stated above, and the method is then characterized by the fact that the inner ring and the outer ring are mounted coaxially with each other in an end-to-end relationship, where the outer diameter of the inner ring is greater than the inner diameter of the outer ring, where a fluid under pressure acts against at least one of the rings so that a radial pressure is exerted against it, thereby providing a radial clearance between the outer diameter of the inner ring and the inner diameter of the outer ring, where the outer ring is caused to slide over the inner ring, the fluid pressure being brought to an end so that the outer diameter of the inner ring expands to abut against the inner diameter of the outer ring.
Alternativt eller i tillegg kan fluid under trykk påføres innsiden av den ytre ring for å utvide denne ytre ring. Alternatively or additionally, fluid under pressure may be applied to the inside of the outer ring to expand this outer ring.
I henhold til et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det frembrakt et apparat for å danne en sammensatt tetningsflatering slik som omtalt ovenfor, og et apparat er da kjennetegnet ved at det første og et andre valsestykket er glidbart montert inne i en utboring som er dannet av et ytre hus, hvor da valsestykkene er anordnet for å klemme sammen den indre ring med en klaring på sin indre diameter og i forhold til det ytre hus, derved å danne et avtettet kammer, idet utstyr er anordnet for å plassere den ytre ring i dette avtettede kammer, koaksialt med og i et anlegg ende mot ende med en indre ring, utstyret er anordnet for å føre inn fluid under trykk i det avtettede kammer for å trykke sammen den indre ring og/eller utvide den ytre ring, og utstyr er anordnet for å bevege den ytre ring aksialt i forhold til den indre ring, når først den indre ring er blitt trykket sammen og/eller den ytre ring er blitt utvidet av fluidet i det avtettede kammer. According to a further aspect of the present invention, an apparatus has been produced for forming a composite sealing surface as discussed above, and an apparatus is then characterized in that the first and a second roller piece are slidably mounted inside a bore formed by an outer housing, where then the roller pieces are arranged to clamp together the inner ring with a clearance on its inner diameter and in relation to the outer housing, thereby forming a sealed chamber, equipment being arranged to place the outer ring in this sealed chambers, coaxial with and in an end-to-end arrangement with an inner ring, the equipment is arranged to introduce fluid under pressure into the sealed chamber to compress the inner ring and/or expand the outer ring, and the equipment is arranged to move the outer ring axially relative to the inner ring, once the inner ring has been compressed and/or the outer ring has been expanded by the fluid in the sealed chamber.
En eksempelutførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger, der: Fig. 1 viser i oppriss et lengdesnitt av en tetning i henhold til foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser en forstørret snittskisse av en tetningsring som anvendes i den tetningsanordning som er vist på fig. 1; Fig. 3 viser et snitt gjennom en fremstillingsrigg for å danne en tetningsflatering i henhold til foreliggende oppfinnelse; Fig. 4 viser i snitt en modifisert utførelse av den fremstillingsrigg som er angitt i fig. 3; og An exemplary embodiment of the invention will now be described with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 shows in elevation a longitudinal section of a seal according to the present invention; Fig. 2 shows an enlarged sectional sketch of a sealing ring used in the sealing device shown in fig. 1; Fig. 3 shows a section through a manufacturing rig for forming a sealing surface according to the present invention; Fig. 4 shows in section a modified version of the production rig indicated in fig. 3; and
Fig. 5 viser i snitt en modifisering av den rigg som er vist i fig. 4. Fig. 5 shows in section a modification of the rig shown in fig. 4.
Som vist i fig. 1, omfatter en tetning mellom en aksel 10 og et lagerhus 12 to par tetningsringer, henholdsvis 14, 16 og 18, 20, montert koaksialt og i innbyrdes av-stand på akselen 10, idet tetningsringene 14,16 er montert innenfor tetningsringene 18, 20. As shown in fig. 1, a seal between a shaft 10 and a bearing housing 12 comprises two pairs of sealing rings, respectively 14, 16 and 18, 20, mounted coaxially and at a distance from each other on the shaft 10, the sealing rings 14, 16 being mounted inside the sealing rings 18, 20 .
Tetningsringene 16 og 18 er montert rygg mot rygg på en hylse 22. Denne hylse 22 er montert på akselen 10 i fast aksialt- og omdreiningsforhold til denne, og tetningsringene 16, 18 er montert på hylsen 22 i fast aksialt og omdreiningsforhold til denne, på en slik måte at avtetningsringene 16,18 vil rotere sammen med akselen 10. Tetningsringene 16,18 er avtettet overfor hylsen 22, og hylsen 22 er avtettet overfor akselen 10 ved hjelp av elastomeriske O-ringpakninger 24. The sealing rings 16 and 18 are mounted back to back on a sleeve 22. This sleeve 22 is mounted on the shaft 10 in a fixed axial and rotational relationship to it, and the sealing rings 16, 18 are mounted on the sleeve 22 in a fixed axial and rotational relationship to it, on such a way that the sealing rings 16,18 will rotate together with the shaft 10. The sealing rings 16,18 are sealed against the sleeve 22, and the sleeve 22 is sealed against the shaft 10 by means of elastomeric O-ring seals 24.
Tetningsringene 14 og 20 er montert på bærere, henholdsvis 26 og 28, som da er gl id bart anordnet i ringformede bushinger 20, 32. Disse bushinger 30, 32 er festet til huset 12 ved hjelp av tetningsplater 34, 36 og bolter 38. Tetningsringene 14, 20 er forspent aksialt mot hverandre samt de tetningsinngrep med henholdsvis tetningsringene 16, 18, ved hjelp av skrueformede trykkfjærer 40, 42 i innbyrdes vinkel-avstand. Tetningsringene 14, 20 er avtettet overfor bærerne 26, 28 og bushingene 30, 32 er avtettet i forhold til huset 12 ved hjelp av elastomeriske O-ringpakninger 24. Bæreringer 26 og 28 er avtettet overfor bushingene 30, 32 ved hjelp av fjærpåvirkede polymertetninger 44. The sealing rings 14 and 20 are mounted on carriers, 26 and 28 respectively, which are then slidably arranged in annular bushings 20, 32. These bushings 30, 32 are attached to the housing 12 by means of sealing plates 34, 36 and bolts 38. The sealing rings 14, 20 are biased axially towards each other and the sealing engagements with the sealing rings 16, 18, respectively, by means of helical compression springs 40, 42 at an angular distance from each other. The sealing rings 14, 20 are sealed against the carriers 26, 28 and the bushings 30, 32 are sealed against the housing 12 by means of elastomeric O-ring seals 24. Bearing rings 26 and 28 are sealed against the bushings 30, 32 by means of spring-actuated polymer seals 44.
Pinner 46 og 48 er montert på bærerne 26 og 28 og befinner seg i glidende inngrep i bushingene 30, 32 for å hindre dreining av bærerne 26 og 28. På lignende måte er pinner 50 anordnet mellom bærerne 26 og 28 og tetningsringene, henholdsvis 14, 20 for derved å hindre dreining av tetningsringene 14, 20. Pins 46 and 48 are mounted on the carriers 26 and 28 and are in sliding engagement with the bushings 30, 32 to prevent rotation of the carriers 26 and 28. Similarly, pins 50 are arranged between the carriers 26 and 28 and the sealing rings, 14, respectively. 20 in order to thereby prevent rotation of the sealing rings 14, 20.
Tetningsringene 14, 16; 18, 20 danner derved et avtettet barrierekammer 52 mellom produktsiden 54 av tetningen og siden 56 som er åpen mot atmosfæren. Et barrierefluid under trykk sirkuleres gjennom kammeret 52 gjennom et innløp og et utløp (ikke vist) i huset 12. En pumpering 58 er montert på hylsen 22 mellom ringene 16 og 18, for dreining sammen med akselen for det formål å drive barrierefluidet gjennom kammeret 52. The sealing rings 14, 16; 18, 20 thereby form a sealed barrier chamber 52 between the product side 54 of the seal and the side 56 which is open to the atmosphere. A pressurized barrier fluid is circulated through the chamber 52 through an inlet and an outlet (not shown) in the housing 12. A pump ring 58 is mounted on the sleeve 22 between the rings 16 and 18, for rotation with the shaft for the purpose of driving the barrier fluid through the chamber 52 .
Tetningsringene 16, 18 er typisk utformet av silisiumkarbid, mens tetningsringene 14, 20 er fremstilt av karbon/grafitt eller et komposittmateriale med gode tribologiske egenskaper som utgjøres av silisium-karbid/grafitt. The sealing rings 16, 18 are typically made of silicon carbide, while the sealing rings 14, 20 are made of carbon/graphite or a composite material with good tribological properties consisting of silicon carbide/graphite.
Som nærmere vist i fig. 2, omfatter tetningsringene 14 i det innerste par av tetningsringer 14,16 med en indre ring 60 utført i komposittmateriale bestående av karbon/grafitt eller silisium-karbon/grafitt og som danner tetningsflaten 62. En ytre ring 64 som er utformet av materiale med høy strekkfasthet er montert omkring utsiden av den indre ring 60 for å trykkforspenne denne indre ring 60. Begge ringer 60 og 64 er utført i materialer med en varmeutvidelses-koeffisient som er mindre enn 10 x lO^K. Ringen er typisk utført i et harpiksbasert, stålviklet materiale. Karbonfibertrå-der med en strekkfasthet av størrelsesorden 2000 Mpa kan brukes. Andre fibre med tilstrekkelig fasthet kan imidlertid også eventuelt anvendes. As shown in more detail in fig. 2, comprises the sealing rings 14 in the innermost pair of sealing rings 14,16 with an inner ring 60 made of composite material consisting of carbon/graphite or silicon-carbon/graphite and which forms the sealing surface 62. An outer ring 64 which is made of material with high tensile strength is mounted around the outside of the inner ring 60 to pressure bias this inner ring 60. Both rings 60 and 64 are made of materials with a coefficient of thermal expansion which is less than 10 x 10^K. The ring is typically made of a resin-based, steel-wound material. Carbon fiber threads with a tensile strength of the order of 2000 Mpa can be used. However, other fibers with sufficient firmness can also be used if necessary.
Den indre ring 60 har en avsmalning på sin utside i den ende som vender bort fra tetningsflaten 62. En delvis sirkulær sporformasjon 66 i aksial utstrekning er også utført på denne ende av ringen 60 på dens ytterdiameter, nemlig for anlegg mot pin-nen 50. The inner ring 60 has a taper on its outside at the end facing away from the sealing surface 62. A partially circular groove formation 66 in axial extent is also made on this end of the ring 60 on its outer diameter, namely for abutment against the pin 50.
Ytterringen 64 er dimensjonert slik at når den monteres omkring innerringen 60, trykkforspenner den innerringen 60, slik at det frembringes en reduksjon av ytterdiameteren av innerringen 60 i et omfang mellom 0,1 og 1,0%. The outer ring 64 is dimensioned so that when it is mounted around the inner ring 60, it prestresses the inner ring 60, so that a reduction of the outer diameter of the inner ring 60 is produced to an extent between 0.1 and 1.0%.
For det formål å sammenstille den sammensatte tetningsring 16, monteres innerringen 60 og ytterringen 64 i en jig 100, slik som vist i fig. 3. Den jig 100 omfatter et par valsestykker 102 og 104 glidende anordnet i en utboring 105, som dannes av ytterhuset 106, idet valsestykkene 102, 104 er avtettet overfor utboringen 105. Platestykket 102 er utført i trinn, mens platen 104 har et forsenket parti 108 som befinner seg i glidende inngrep med partiet med nedsatt diameter på valsestykket 102. For the purpose of assembling the composite sealing ring 16, the inner ring 60 and the outer ring 64 are mounted in a jig 100, as shown in fig. 3. The jig 100 comprises a pair of roller pieces 102 and 104 slidingly arranged in a bore 105, which is formed by the outer housing 106, the roller pieces 102, 104 being sealed against the bore 105. The plate piece 102 is made in steps, while the plate 104 has a recessed part 108 which is in sliding engagement with the part with a reduced diameter on the roller piece 102.
Den indre tetningsring 60 er plassert i jigen 100, nemlig omkring partiet 110 The inner sealing ring 60 is placed in the jig 100, namely around the part 110
med nedsatt diameter på valsestykket 102, og er da anordnet koaksialt med dette på en bærerring 112. Denne bærering 112 er tettende forbundet med platen 102 og den indre tetningsring 60 ved hjelp av elastomeriske O-ringer 114. Valsestykkene 102 og 104 blir så brakt mot hverandre, slik at tetningsplaten 62 på den indre ring 60 kommer til avtettende inngrep med valsestykket 104 for derved å danne et fluidtett kammer 116 på utsiden av innerringen 60. with a reduced diameter on the roller piece 102, and is then arranged coaxially with this on a carrier ring 112. This carrier ring 112 is sealingly connected to the plate 102 and the inner sealing ring 60 by means of elastomeric O-rings 114. The roller pieces 102 and 104 are then brought towards each other, so that the sealing plate 62 on the inner ring 60 comes into sealing engagement with the roller piece 104 to thereby form a fluid-tight chamber 116 on the outside of the inner ring 60.
Den ytre ring 64 er anordnet koaksialt med innerringen 60 og er glidende un-derstøttet på utsiden av bæreringen 112. En indre flensanordning 118 på huset 106 er i inngrep med en radialflate på ytterringen 64, og som vender bort fra innerringen 60. The outer ring 64 is arranged coaxially with the inner ring 60 and is slidably supported on the outside of the support ring 112. An inner flange device 118 on the housing 106 engages with a radial surface on the outer ring 64, which faces away from the inner ring 60.
Et innløp 120 er anordnet i ytterhuset 106, hvorigjennom hydraulisk fluid kan føres inn i kammeret 116 for å utøve en trykkbelastning på innerringen 60. Når innerringen 60 er blitt sammentrykket i tilstrekkelig grad kan ytterhuset 106 forskyves aksialt i forhold til valsestykkene 102 og 104, og glideforskyve ytterringen 64 over innerringen 60. Trykket fra det hydrauliske fluid i kammeret 116 kan da nedsettes, slik at innerringen 60 tillates å ekspandere til anlegg mot ytterringen 64. An inlet 120 is arranged in the outer housing 106, through which hydraulic fluid can be fed into the chamber 116 to exert a pressure load on the inner ring 60. When the inner ring 60 has been sufficiently compressed, the outer housing 106 can be displaced axially in relation to the roller pieces 102 and 104, and slide the outer ring 64 over the inner ring 60. The pressure from the hydraulic fluid in the chamber 116 can then be reduced, so that the inner ring 60 is allowed to expand into contact with the outer ring 64.
På denne måte kan innerringen 60 trykkforspennes til en grad som er tilstrekkelig til å motstå indre trykkpåvirkning på tetningsringen 14 fra produkttrykket, hvis barriere-fluidtrykket skulle svikte. In this way, the inner ring 60 can be pressure biased to a degree that is sufficient to withstand internal pressure influence on the sealing ring 14 from the product pressure, should the barrier fluid pressure fail.
I en modifisert prosess er ytterhuset 106 i jigen 100 dannet av to deler nemlig 106a og 106b. Disse deler 106a og 106b er klemt sammen og danner da en indre ringformet forsenkning 130 hvis omkretsflatediameter er større enn ytterdiameteren av den ytre ring 64. Denne ytre ring 64 er da plassert i forsenkningen 130 og avtettet i forhold til denne ved hjelp av O-ringpakninger 132. In a modified process, the outer housing 106 in the jig 100 is formed from two parts namely 106a and 106b. These parts 106a and 106b are clamped together and then form an inner annular recess 130 whose peripheral surface diameter is greater than the outer diameter of the outer ring 64. This outer ring 64 is then placed in the recess 130 and sealed relative to this by means of O-ring seals 132.
Et innløp 134 for hydraulisk fluid er anordnet i valsestykket 102, hvor dette inn-løp munner ut på innsiden av den indre ring 60. En passasje 136 er anordnet gjennom bæreringen 112, nemlig fra innsiden til utsiden av ringen 60. An inlet 134 for hydraulic fluid is arranged in the roller piece 102, where this inlet opens onto the inside of the inner ring 60. A passage 136 is arranged through the carrier ring 112, namely from the inside to the outside of the ring 60.
I stedet for passasjen 136 gjennom bæreringene 112, kan radiale spor være anordnet i den overflate av valsestykket 104 som befinner seg i inngrep med tetningsflaten 62 på innerringen 60, for det formål å tillate passasje av fluid fra innsiden til utsiden av ringen 60. Instead of the passage 136 through the support rings 112, radial grooves may be provided in the surface of the roller piece 104 which is located in engagement with the sealing surface 62 of the inner ring 60, for the purpose of allowing the passage of fluid from the inside to the outside of the ring 60.
Når hydraulisk fluid påføres gjennom innløpet 34, vil trykket fra dette virke både på innsiden og utsiden av innerringen 60. Den ytre ringen 64 vil imidlertid bli utsatt for trykket bare på sin innside. Dette hydrauliske fluid vil følgelig utvide ytterringen 64. Når så ytterringen 64 er tilstrekkelig utvidet, vil valsestykkene 102, 104 kunne forflyttes i forhold til ytterhuset 106a, 106b for derved å kunne bringe ytterringen 64 til å gli over innerringen 60. Opphør av hydraulisk trykk vil da tillate ytterringen 64 å trekke seg sammen og derved trykkforspenne innerringen 60. When hydraulic fluid is applied through the inlet 34, the pressure from this will act both on the inside and outside of the inner ring 60. However, the outer ring 64 will be exposed to the pressure only on its inside. This hydraulic fluid will consequently expand the outer ring 64. When the outer ring 64 is sufficiently expanded, the roller pieces 102, 104 will be able to be moved relative to the outer housing 106a, 106b in order to thereby be able to cause the outer ring 64 to slide over the inner ring 60. Cessation of hydraulic pressure will then allow the outer ring 64 to contract and thereby pressure bias the inner ring 60.
I den ring 100 som er vist i fig. 6, befinner ytterringen 64 seg lagt inn i et ringformet spor 130 i ytterhuset 106a, 106b på lignende måte som ved den prosess som er beskrevet under henvisning til fig. 4.1 denne utførelse er imidlertid innerringen og bæreren 112 avtettet overfor valsestykkene 102 og 104 og hydraulisk fluid under trykk blir da bare påført kammeret 116, nemlig på utsiden av innerringen 60. På denne måte vil det hydrauliske trykk virke på ytterdiameteren av ringen 60 å trykke sammen denne ring 60 slik som i den viste utførelse i fig. 3, og samtidig virke på innsiden av den ytre ring 64, slik at denne ytre ring 64 utvides på den måte som er blitt beskrevet under henvisning til fig. 4. In the ring 100 shown in fig. 6, the outer ring 64 is inserted into an annular groove 130 in the outer housing 106a, 106b in a similar manner as in the process described with reference to fig. 4.1 this embodiment, however, the inner ring and the carrier 112 are sealed against the roller pieces 102 and 104 and hydraulic fluid under pressure is then only applied to the chamber 116, namely on the outside of the inner ring 60. In this way, the hydraulic pressure will act on the outer diameter of the ring 60 to press together this ring 60 as in the embodiment shown in fig. 3, and at the same time act on the inside of the outer ring 64, so that this outer ring 64 expands in the manner that has been described with reference to fig. 4.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB0214515.9A GB0214515D0 (en) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | Seals |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20032886D0 NO20032886D0 (en) | 2003-06-23 |
| NO20032886L NO20032886L (en) | 2003-12-29 |
| NO329907B1 true NO329907B1 (en) | 2011-01-24 |
Family
ID=9939154
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20032661A NO20032661D0 (en) | 2002-06-24 | 2003-06-12 | sealing |
| NO20032886A NO329907B1 (en) | 2002-06-24 | 2003-06-23 | Composite seal flattening and method for producing a compound seal flattening as well as an apparatus for preparing a compound seal flattening |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20032661A NO20032661D0 (en) | 2002-06-24 | 2003-06-12 | sealing |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7001565B2 (en) |
| EP (1) | EP1375984B1 (en) |
| KR (1) | KR100954653B1 (en) |
| AT (1) | ATE294345T1 (en) |
| DE (1) | DE60300562T2 (en) |
| ES (1) | ES2240916T3 (en) |
| GB (1) | GB0214515D0 (en) |
| NO (2) | NO20032661D0 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006057725A (en) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Eagle Ind Co Ltd | Mechanical sealing device |
| JP2008255796A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Anest Iwata Corp | Shaft seal device of oil-free rotary compressor |
| GB0805864D0 (en) * | 2008-04-01 | 2008-04-30 | Crane John Uk Ltd | Internally pressurised seals |
| JP6773649B2 (en) | 2014-10-06 | 2020-10-21 | ジョン クレーン インコーポレーテッド | Mechanical seal with hydropad surface profile |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2917329A (en) * | 1955-05-13 | 1959-12-15 | City Nat Bank And Trust Compan | Rotary seal |
| US2937039A (en) * | 1957-05-29 | 1960-05-17 | Chicago Rawhide Mfg Co | Controlled gap seal |
| US3588979A (en) * | 1969-08-28 | 1971-06-29 | Gen Tire & Rubber Co | Bushing assembly machine and method |
| US3694894A (en) * | 1970-01-14 | 1972-10-03 | Parker Hannifin Corp | Method of inserting a seal in a face-cut groove |
| US3824660A (en) * | 1973-05-04 | 1974-07-23 | Gen Tire & Rubber Co | Method and apparatus for vacuum assembling of bushings |
| DE2654088C3 (en) * | 1976-11-29 | 1984-02-16 | Hitachi, Ltd., Tokyo | Mechanical seal for shafts underlying axial thermal expansion |
| US4082297A (en) | 1977-02-09 | 1978-04-04 | Durametallic Corporation | Bypass flush system employing thermal bushing |
| US4209884A (en) * | 1979-01-02 | 1980-07-01 | Acf Industries, Incorporated | Method of forming valve seats |
| US4314704A (en) * | 1980-03-10 | 1982-02-09 | Crane Packing Limited | Rotary mechanical face seals |
| DE3428744A1 (en) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Dickow-Pumpen KG, 8264 Waldkraiburg | Fixing of annular silicon-carbide components on metal supporting parts |
| US5014999A (en) * | 1989-03-06 | 1991-05-14 | Car-Graph, Inc. | Pressure enhanced self aligning seal |
| GB2232728B (en) * | 1989-06-06 | 1992-12-09 | Crane John Uk Ltd | Mechanical face seals |
| JP3291552B2 (en) * | 1994-05-30 | 2002-06-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Seal or bearing |
| GB9412835D0 (en) * | 1994-06-25 | 1994-08-17 | Flexibox Ltd | Shaft seal |
| GB2296052A (en) * | 1994-12-16 | 1996-06-19 | Crane John Uk Ltd | Mechanical face seals |
| DE29505644U1 (en) * | 1995-04-01 | 1995-05-24 | Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH & Co, 82515 Wolfratshausen | Mechanical seal |
| JPH10292868A (en) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Honda Motor Co Ltd | Shaft seal mechanism of liquid pump |
| US5927720A (en) | 1997-11-03 | 1999-07-27 | Carrier Corporation | Two-piece labyrinth seal for a centrifugal compressor balance piston |
| DE10134086C2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-05-15 | Daimler Chrysler Ag | Method and device for connecting two components |
-
2002
- 2002-06-24 GB GBGB0214515.9A patent/GB0214515D0/en not_active Ceased
-
2003
- 2003-06-07 ES ES03253612T patent/ES2240916T3/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-07 DE DE60300562T patent/DE60300562T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-07 EP EP03253612A patent/EP1375984B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-07 AT AT03253612T patent/ATE294345T1/en not_active IP Right Cessation
- 2003-06-12 NO NO20032661A patent/NO20032661D0/en unknown
- 2003-06-17 US US10/463,490 patent/US7001565B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-23 NO NO20032886A patent/NO329907B1/en not_active IP Right Cessation
- 2003-06-24 KR KR1020030040912A patent/KR100954653B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20032661D0 (en) | 2003-06-12 |
| ES2240916T3 (en) | 2005-10-16 |
| NO20032886L (en) | 2003-12-29 |
| GB0214515D0 (en) | 2002-08-07 |
| DE60300562T2 (en) | 2005-10-06 |
| US7001565B2 (en) | 2006-02-21 |
| EP1375984B1 (en) | 2005-04-27 |
| US20030234496A1 (en) | 2003-12-25 |
| DE60300562D1 (en) | 2005-06-02 |
| KR100954653B1 (en) | 2010-04-27 |
| EP1375984A1 (en) | 2004-01-02 |
| ATE294345T1 (en) | 2005-05-15 |
| KR20040000349A (en) | 2004-01-03 |
| NO20032886D0 (en) | 2003-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2837928B1 (en) | Cement testing | |
| EP2399126B1 (en) | In situ testing of mechanical properties of cementitious material | |
| CA1141194A (en) | Clamping apparatus | |
| US4021181A (en) | Tie rod connection for die closing unit of injection molding machine | |
| NO329907B1 (en) | Composite seal flattening and method for producing a compound seal flattening as well as an apparatus for preparing a compound seal flattening | |
| JPS63246629A (en) | Airtightness test apparatus for joint between hollow body | |
| US4044655A (en) | High pressure plunger and method of manufacture | |
| CN117589591B (en) | High-temperature tensile testing device for carbon-carbon composite material | |
| CN1088806C (en) | Screw-on pressure medium-actuated working cylinder with closure components for coupling the cylinder tube | |
| US20040046322A1 (en) | Face seal assembly | |
| US4117705A (en) | Work reducing and pressure applying | |
| EP1269063A1 (en) | Rotating method | |
| CN105805470A (en) | Sealed type rotation compensator with V-shaped end faces | |
| US4795169A (en) | Radially stable mechanical face seals | |
| CN107806452B (en) | A kind of control method of operating table hydraulic system | |
| US3593573A (en) | Fluid pressure end loading test apparatus | |
| CN1322264C (en) | Device for connecting pipeplines such that relative motion is allowed, comprising a pretensioning device such taht constant sealing gap can be provided | |
| CN219712309U (en) | End sealing device for hydraulic test of steel pipe | |
| CN110682527A (en) | Desulfurization pipeline processing technology | |
| CN115127020B (en) | Large-diameter opening sealing structure suitable for low-temperature composite material storage tank | |
| CN220508326U (en) | Proportional pressure cylinder | |
| CN217736469U (en) | Bidirectional compressible packing sealing structure of valve | |
| CN219433761U (en) | Positive pressure sealing structure for flue gas jacket | |
| KR950008820B1 (en) | Sealing device | |
| SU838227A1 (en) | Shaft contact seal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |